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Lección

Teorema de Tales

Teorema de Tales

Hace más de 2500 años, un faraón egipcio desafió al sabio griego Tales de Mileto a medir la altura de la Gran Pirámide de Guiza. Tales no se subió a la pirámide; simplemente clavó su bastón en la arena, esperó a que la sombra del bastón fuera igual a su altura, y dedujo que en ese instante la sombra de la pirámide también sería igual a su altura. Este principio de proporcionalidad es lo que hoy llamamos el Teorema de Tales.


🎯 ¿Qué vas a aprender?

  • Comprender la relación de proporcionalidad cuando rectas paralelas cortan a transversales.
  • Aplicar el Teorema de Tales en triángulos (recta paralela a un lado).
  • Calcular alturas inalcanzables usando sombras y proporciones.
  • Determinar si dos rectas son paralelas usando el recíproco del teorema.

📐 El Teorema General

Si tres o más rectas paralelas son cortadas por dos transversales (rectas secantes), los segmentos que se forman en una transversal son proporcionales a los segmentos correspondientes en la otra.

Si las rectas L1,L2,L3L_1, L_2, L_3 son paralelas:

AB=AB\frac{A}{B} = \frac{A'}{B'}

Donde AA y BB son segmentos de la primera línea, y AA' y BB' son sus correspondientes en la segunda.

Teorema General de Tales


📐 Teorema de Tales en Triángulos

Este es el caso más útil en la práctica.

Si trazamos una línea paralela a cualquiera de los lados de un triángulo, se forma un nuevo triángulo que es semejante al original.

Si la recta DEDE es paralela a la base BCBC:

ADAB=AEAC=DEBC\frac{AD}{AB} = \frac{AE}{AC} = \frac{DE}{BC}

También se cumple la proporción de los segmentos cortados:

ADDB=AEEC\frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC}

⚠️ Error Común: ¡Cuidado con las bases!
La proporción ArribaAbajo\frac{\text{Arriba}}{\text{Abajo}} NO es igual a Base Pequen˜aBase Grande\frac{\text{Base Pequeña}}{\text{Base Grande}}.
Si necesitas calcular una base (DEDE o BCBC), siempre debes usar los lados completos del triángulo (Triángulo Pequeño vs Triángulo Grande).

Ejemplo de Advertencia: ¡Cuidado con la Base!

Este es el error más frecuente en exámenes. Calcula xx (la base del triángulo pequeño).

Error Común Base

Datos:

  • Lado izquierdo: AD=2AD=2, DB=3DB=3.
  • Bases: DE=4DE=4, BC=xBC=x.

❌ Razonamiento Incorrecto (ERROR):
Decir que "pedacito es a pedacito como base es a base":

23=4x    2x=12    x=6(FALSO)\frac{2}{3} = \frac{4}{x} \implies 2x = 12 \implies x = 6 \quad (\text{FALSO})

✅ Razonamiento Correcto:
Para relacionar las BASES, usamos los LADOS COMPLETOS (Triángulo Pequeño vs Grande).

  • Lado pequeño del triángulo: 22
  • Lado grande del triángulo: 2+3=52 + 3 = 5
Lado Pequen˜oLado Grande=Base Pequen˜aBase Grande\frac{\text{Lado Pequeño}}{\text{Lado Grande}} = \frac{\text{Base Pequeña}}{\text{Base Grande}} 25=4x\frac{2}{5} = \frac{4}{x} 2x=542x = 5 \cdot 4 2x=202x = 20

Resultado:

x=10\boxed{x = 10}

Tales en Triángulo


⚙️ Ejemplos Resueltos

Ejemplo 1: Rectas Paralelas

Tres estantes horizontales son cortados por dos soportes inclinados. En el soporte izquierdo, la distancia entre el primer y segundo estante es 50 cm, y entre el segundo y tercero es 80 cm. En el soporte derecho, la distancia superior es 60 cm. ¿Cuánto mide la distancia inferior (xx)?

estantes-y-teorema-de-thales

Ejemplo de Estantes

Datos:
Izquierda: 50 y 80.
Derecha: 60 y xx.

Razonamiento:
Por el Teorema de Tales, los segmentos son proporcionales.

5080=60x\frac{50}{80} = \frac{60}{x}

Despejamos xx:

x=608050x = \frac{60 \cdot 80}{50} x=480050x = \frac{4800}{50}

Resultado:

x=96 cm\boxed{x = 96 \text{ cm}}

Ejemplo 2: En un Triángulo

En el triángulo ABCABC, cortamos con una recta paralela a la base BCBC.
El segmento de arriba AD=4AD = 4 cm.
El segmento de abajo DB=6DB = 6 cm.
En el otro lado, el segmento de arriba AE=8AE = 8 cm.
¿Cuánto mide el segmento de abajo ECEC?

Ejemplo Numérico Triángulo

Razonamiento:
Establecemos la proporción entre los trozos de los lados.

ADDB=AEEC\frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC} 46=8EC\frac{4}{6} = \frac{8}{EC}

Despejamos ECEC:

EC=864EC = \frac{8 \cdot 6}{4} EC=484EC = \frac{48}{4}

Resultado:

12 cm\boxed{12 \text{ cm}}

Ejemplo 3: Midiendo la Pirámide (Sombras)

Supón que el bastón de Tales mide 1.5 m y proyecta una sombra de 2 m. Al mismo tiempo, la pirámide proyecta una sombra de 180 m (desde el centro de su base). ¿Cuál es la altura (HH) de la pirámide?

Ejemplo Sombras

Razonamiento:
Los rayos del sol son paralelos, creando triángulos semejantes entre el objeto y su sombra.

Altura ObjetoSombra Objeto=Altura BastoˊnSombra Bastoˊn\frac{\text{Altura Objeto}}{\text{Sombra Objeto}} = \frac{\text{Altura Bastón}}{\text{Sombra Bastón}} H180=1.52\frac{H}{180} = \frac{1.5}{2} H=1.51802H = \frac{1.5 \cdot 180}{2} H=2702H = \frac{270}{2}

Resultado:

135 m\boxed{135 \text{ m}}

Ejemplo 4: El Teorema Recíproco (¿Son Paralelas?)

En un triángulo, tenemos los segmentos AD=3AD=3, DB=6DB=6, AE=4AE=4 y EC=8EC=8. ¿Es la línea DEDE paralela a la base BCBC?

¿Son Paralelas?

Datos:

  • Lado Izquierdo: 36\frac{3}{6}
  • Lado Derecho: 48\frac{4}{8}

Razonamiento:
Calculamos las razones de cada lado por separado:

ADDB=36=0.5\frac{AD}{DB} = \frac{3}{6} = 0.5 AEEC=48=0.5\frac{AE}{EC} = \frac{4}{8} = 0.5

Como las razones son iguales, el Teorema Recíproco asegura que la línea es paralela.

Resultado:

Sıˊ, DE  BC\boxed{\text{Sí, DE } \parallel \text{ BC}}

📝 Ejercicios de Práctica

Ejercicio 1

Calcula xx sabiendo que las rectas horizontales son paralelas.
Lado Izquierdo: segmentos de 3 y 4.
Lado Derecho: segmentos de xx y 8.

Ver solución

Razonamiento:

34=x8\frac{3}{4} = \frac{x}{8} x=384x = \frac{3 \cdot 8}{4}

Resultado:

x=6\boxed{x = 6}

Ejercicio 2

En un triángulo, una paralela a la base divide un lado en segmentos de 2 cm y 5 cm. Si el otro lado mide 14 cm en total, ¿cuánto miden sus segmentos?

Ver solución

Datos:
Lado 1: 2 y 5 (Total 7).
Lado 2: Total 14.
Razón de escala: 147=2\frac{14}{7} = 2.

Razonamiento:
Los segmentos del segundo lado conservan la proporción pero multiplicados por la escala.

22=42 \cdot 2 = 4 52=105 \cdot 2 = 10

Resultado:

4 cm y 10 cm\boxed{4 \text{ cm y } 10 \text{ cm}}

Ejercicio 3

Un edificio proyecta una sombra de 15 m. Un poste vertical de 4 m proyecta una sombra de 3 m a la misma hora. Calcula la altura del edificio.

Ver solución

Razonamiento:

H15=43\frac{H}{15} = \frac{4}{3} H=4153H = \frac{4 \cdot 15}{3}

Resultado:

20 m\boxed{20 \text{ m}}

Ejercicio 4

Calcula el valor de xx si x4=1510\frac{x}{4} = \frac{15}{10}.

Ver solución

Razonamiento:

x=15410x = \frac{15 \cdot 4}{10} x=6010x = \frac{60}{10}

Resultado:

x=6\boxed{x = 6}

Ejercicio 5

Si AD=3AD=3, DB=xDB=x, AE=5AE=5, EC=10EC=10. Hallar xx asumiendo DEBCDE \parallel BC.

Ver solución

Razonamiento:
Propiedad de segmentos proporcionales:

3x=510\frac{3}{x} = \frac{5}{10} 3x=12\frac{3}{x} = \frac{1}{2} x=32x = 3 \cdot 2

Resultado:

x=6\boxed{x = 6}

Ejercicio 6

En un triángulo con base 12, trazamos una paralela media (uniendo los puntos medios de los lados). ¿Cuánto mide este segmento paralelo?

Ver solución

Razonamiento:
Si une los puntos medios, la razón de semejanza entre el triángulo pequeño y el grande es 12\frac{1}{2}.
La base del pequeño será la mitad de la base del grande.

Base=122\text{Base}' = \frac{12}{2}

Resultado:

6\boxed{6}

Ejercicio 7

¿Para qué sirve el Teorema de Tales en la vida real si no eres matemático?

Ver solución

Respuesta:
Permite medir distancias inaccesibles, como la altura de un árbol, un edificio o el ancho de un río, usando solo un objeto pequeño de referencia (como tu propia altura) y proporciones simples.

Resultado:

Estimacioˊn de distancias remotas\boxed{\text{Estimación de distancias remotas}}

Ejercicio 8

Tenemos dos rectas cortadas por transversales.
Segmentos: 3,6,93, 6, 9 en la primera.
En la segunda el primer segmento mide 4.
¿Cuánto mide el segmento total de la segunda recta?

Ver solución

Razonamiento:
Razón entre lados correspondientes del primer tramo: 43\frac{4}{3}.
El total de la primera recta es 3+6+9=183+6+9 = 18.
El total de la segunda recta será 184318 \cdot \frac{4}{3}.

Total=723Total = \frac{72}{3}

Resultado:

24\boxed{24}

Ejercicio 9 (Recíproco)

En un triángulo, AD=2,DB=4,AE=3,EC=6AD=2, DB=4, AE=3, EC=6. ¿Es la línea DEDE paralela a la base?

Ver solución

Razonamiento:
Comprobamos si las proporciones son iguales.

24=0.5\frac{2}{4} = 0.5 36=0.5\frac{3}{6} = 0.5

Son iguales.

Resultado:

Sıˊ, es paralela\boxed{\text{Sí, es paralela}}

Ejercicio 10

Un farol de 5 m de altura proyecta la sombra de una persona. Si la persona mide 1.80 m y está a 3 metros de la base del farol, ¿cuánto mide su sombra?

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Datos:
Triángulos semejantes formados por la luz.
Altura grande: 5. Altura pequeña: 1.8.
Base grande: 3+x3 + x (distancia farol-persona + sombra). Base pequeña: xx (sombra).

Razonamiento:

51.8=3+xx\frac{5}{1.8} = \frac{3+x}{x} 5x=1.8(3+x)5x = 1.8(3+x) 5x=5.4+1.8x5x = 5.4 + 1.8x 3.2x=5.43.2x = 5.4 x=5.43.2x = \frac{5.4}{3.2}

Resultado:

1.6875 m\boxed{1.6875 \text{ m}}

🔑 Resumen

ConceptoFórmula ClaveAplicación
Teorema GeneralAB=AB\frac{A}{B} = \frac{A'}{B'}Paralelas cortando rectas cualesquiera.
En TriángulosPequen~oGrande=k\frac{Pequeño}{Grande} = kTriángulos encajados (semejanza).
RecíprocoIgualdad de razón     \implies ParalelismoVerificar si dos líneas son paralelas.

"Lo que pasa en un lado, pasa proporcionalmente en el otro". Esa es la esencia de Tales.

Resumen Visual Tales